自动纺织机控制系统设计文档格式.docx
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送经卷取电机采用无刷直流电机来完成,并在微处理器的控制下实现送经卷取的同步运行,保持张力恒定。
引纬电机采用三相混合式步进电机。
本文首先对纺织机和其电控部分的总体设计做出概述,然后是设计的主体部分,首先是对三相电的整流,滤波做出设计并进行整流二极管和滤波电容的选择。
本文对送经卷取电机和引纬电机都使用双极性PWM控制,选取MOSFET作为桥式逆变的开关器件。
送经电机部分选用驱动芯片IR2113来驱动开关器件。
同时对电路进行检测,本文对整流输出母线电压和送经电机定子短接电流进行检测经A/D转换将信号传给控制芯片。
引纬部分对三相混合式步进电机的驱动和检测做了详细设计。
设计中采用“S”型张力传感器对经纱张力进行检测,将检测信号传递给控制芯片进行处理,若张力超过限定值则发出停车信号。
再次是软件设计部分对织机控制主程序,张力调节子程序和送经电机启动子程序做出设计。
在文章的最后应用MATLAB对PWM逆变和无刷直流电机的控制部分进行仿真。
关键词剑杆织机无刷直流电机三相混合式步进电机驱动
Abstract
Withthepowerelectronics,microelectronicsandcontroltheoryofthedevelopment,electricalcontrolsystemincreasinglywidelyinengineeringapplications.Asamostadaptablerapierinloom,itsdirectionfortheelectronicweft,electroniclet-off,e-coilingcontroltechnologyresearchandapplication.
Inthisthesis,DSP2407ascontrolchipelectricalcontrolsystemofrapierchip.Andthemaincomponentofamoresystematicexposition,includingthedeliverybythetake-upsystem,theweftinsertionsystemanditsmotordrivecontrol,faultdetectionandmakespecificanalysis,whilethetensionontheloomtomakedetectionofthewarpandpromptlyreflectedtothemicrocontroller.Sentbythetake-upmotorwithbrushlessDCmotortocomplete,andunderthecontrolofthemicroprocessortoachievesynchronousoperationsentbythetake-up,maintainconstanttension.Weftchiocethree-phasehybridsteppingmotormotor.
Firstly,thetextilemachineandelectriccontrolpartofitsoveralldesignmadetomakeanoverview,andthenthemainpartofthedesign,thefirstofthethree-phaserectifier,thefilterwasdesignedandcalculatedtomaketheselectionofrectifierdiodesandfiltercapacitorselection.Inthispaper,sentbythetake-upmotorandweftareusingbipolarPWMmotorcontrol,selecttheMOSFETasabridgeinverterswitchingdevices.SentbythemotorpartoftheIR2113driverchipusedtodrivetheswitchingdevices.Whiletestingthecircuit,therectifieroutputpapersentbythebusvoltageandshortcircuitstatorcurrentwasdetectedbytheA/Dconversionsignalstocontrolchip.Weftpartofathree-phasehybridsteppingmotordrivedesignandtestingindetail.Designby"
S"
TypeTensionroadwarptensionsensordetection,willdetectthesignalstocontrolchipDSPprocessing,ifthetensionexceedsthelimitvalueofthestopsignalisissued.Forthesoftwaredesignpartonthemainloomcontrol,tensionadjustmentandlet-offmotorstarterssubroutinesubroutinetomakethedesign.ApplicationofMATLABtothePWMinverterandbrushlessDCmotorcontrolpartofthesimulation.
KeywordsrapierbrushlessDCmotorhybridsteppingmotordriver
CONTEINTS
第1章绪论
1.1纺织机的概述
1.1.1纺织业的发展
纺织业有数千年的发展历史,可以认为纺织业的出现和发展是与人类社会的文明发展是同步的,因为在人类历史上,纺织生产几乎是和农业同时开始的,纺织生产的出现,标志着人类脱离了茹毛饮血的原始状态,进入了文明社会。
人类的文明史,从一开始便和纺织生产紧密地联系在一起。
纺织业不是“夕阳产业”,我们可以预见在将来,不管世界上有多少尖端的高新技术出现,也不管纺织业是否在个别国家或地区可能会衰退,甚至消失,但就总体而言,纺织业将继续保持作为一门“永恒的产业”或一门“不可替代的重要产业”而长期存在[1]。
尽管我国是世界纺织服装生产和出口大国,是世界上最大的棉花、蚕丝、羊绒生产国,也是羊毛、羊绒、亚麻、兔毛等资源的重要生产国,毛纺织、化纤、呢绒产量已位居世界第一。
但是,我国近代纺织业的工业化进程几乎比欧洲晚了一个世纪。
与纺织发达国家或地区相比,我国的纺织生产仍处于中低水平。
这主要表现在原材料的开发能力、生产技术设备和后期整理技术与世界先进水平有着一定的差距,纺织品的生产工艺与花色设计也难以赶上世界潮流。
中国早在公元前1世纪就已使用多综织机生产丝织物,宋代已制成现代称为开口机构的大型提花机。
16世纪后,欧洲手工纺织机器开始有较大改进,1533年德国人制成装有翼锭和筒管的手工纺车,1733年英国人发明手拉机件循筘坐投梭装置,1801年法国人J.M雅卡尔发明用穿孔卡控制生产复杂图案的织机。
19世纪70年代以前,纺织生产主要是手工操作。
20世纪50年代开始采用各种传感器检测非电量参数,并实现自动控制。
20世纪80年代以来开始采用蒸汽拖动织机,并逐步使投梭、换纬等手工操作实现机械化,从原料进入车间到纺成纱,以及织成布的各个工序都在提高自动监控水平的基础上加快了纺织速度、缩短了纺织生产周期,先后诞生了许多自动生产线,纺织生产有的已实现了无人车间、无人工厂、无人工序,纺织生产也在自动化进程中加快了步伐。
自动化及自动监控水平的实现,不仅减少了工人的劳动强度,提高了纺织效率,还显著提高了纺织品的质量,使纺织工业走向高科技阶段,估计再经过若干年时间,纺织业在自动化进程中会向着更加完善、更加高级的水平发展,甚至会实现无人操作工厂。
下图分别为古代纺织机械和现代化自动纺织机从中我们不难看出纺织业的发展。
图1-1古代纺织机
图1-2自动纺织机
1.1.2纺织机的概念及分类
纺织机又称织布机就是把线、丝、麻等原材料加工成丝线后织成布料的工具全称。
人类的第一台织布机称作纺纱机史哈格里夫斯发明的,纺纱机的名字叫“珍妮”,是用其女儿的名字命名的。
织布机有很多种类按织物纤维分类可分为棉纺织机、毛纺织机、麻袋织机、丝绸织机等,按织造的引纬方法的可分为有梭织机和无梭织机两大类:
有梭织机——有梭子引纬的传统织机;
无梭织机——喷气织机、喷水织机、剑杆织机、片梭织机等。
有梭织机是二十世纪八十年代和九十年代初以前的主要织布机,比如在浙江一些地区的乡镇企业中特别多见。
由于有梭织机的梭子尺寸重量大,要求的梭口高度大,撞击剧烈,噪声高,机物料消耗大,综框动程大,纺织速度低(最大也只有230r/min),幅宽窄,织物档次相对较低,己处于淘汰的过程中,在浙绍地区,几年前就已基本淘汰。
无梭织机是利用高速射流和轻巧的引纬器来牵引纬纱通过梭口,无梭织机具有速度高、运动幅度小、噪声低、损耗低、入纬率高、织物档次较高等优点,是目前主要的织造设备。
喷水织机是利用高速水流进行引纬的,主要用于不需要上浆的疏水性纤维织物的加工。
喷水织机的速度高(入纬率高达2200m/min),但喷嘴射程较小,不能用于宽幅织造(最大2.3m),选纬功能较差,最多只能配两只喷嘴进行双色选纬或混纬。
在我国,喷水织机主要用于生产合成长丝的单色织物。
剑杆织机是以剑杆作为引纬器,剑杆的剑头握持纬纱,穿越梭口,完成引纬。
剑杆引纬运动具有较低的启动加速度和纬纱交接加速度,引纬过程平稳,纬纱张力较小,断纬瑕疵少,有利于真丝织造;
其采用夹持式引纬,可不受纬纱密度的限制,纬纱处于受控状态,其退捻和收缩可以较好的受到抑制,减少纬纱瑕疵,这对花式引纬、和厚重织物的生产非常有利,剑杆织机的选纬能力较强,可以8色任意选纬,最多可达16色。
我国引进的剑杆织机主要用于毛织、色织、装饰类织物及特种工业用织物的生产。
喷气织机是利用高速流动的空气对纱线表面所产生的摩擦力牵引来进行引纬的。
喷气织机的引纬速度很高(主轴转速可达1000r/min,入纬率高达2000m/min)。
和喷水织机相比,由于空气的惯性小,单向流动,所以喷气织机能够进行宽幅织造。
喷气织机的选纬能力也不强,一般可选4色或6色。
喷气织机最适合于大批量生产单色织物。
片梭织机的引纬过程是利用片状钢梭作为引纬器,将纬纱引过梭口。
整个引纬过程分为击梭阶段、飞梭阶段和制梭阶段。
片梭织机与有梭织机不同,片梭不装载纡管(纬纱),因此可
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